[发明专利]一种高洁净度含硼高淬透性热轧型工字钢及其制备方法

权利要求书

1.一种高洁净度含硼高淬透性热轧型工字钢的制备方法，其特征在于，所述工字钢具有下列重量百分比的化学成分：C 0.11~0.18wt%、Si 0.10~0.35wt%、Mn 0.35~0.60wt%、B0.0018~0.0050wt%、S≤0.010wt%、P≤0.010wt%、O≤0.0015wt%、N≤0.0030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述工字钢气体含量O≤0.0015wt%，N≤0.0030wt%，腰部厚度＜16mm，屈服强度ReL≥245MPa，抗拉强度Rm380~500MPa，断后伸长率A≥29%，20℃纵向冲击功Akv≥40J，显微组织由大于80%的铁素体和珠光体组成，晶粒度≥8.5级，非金属夹杂物≤1.5级；制备方法按照以下步骤实现：

A、铁水KR法脱硫：将铁水运至脱硫站进行铁水扒前渣操作，扒完渣后铁水至脱硫位进行脱硫操作，按6~15kg/t_铁的加入量加入CaO+CaF₂脱硫剂，搅拌器浸入深度为1100~1500mm，起步转速为25~35r/min，开始启动搅拌器，正常转速为90~120r/min，搅拌时间控制在8~15min，搅拌结束后扒去脱硫渣得到预处理后铁水；所述CaO+CaF₂脱硫剂质量百分比组成为：CaO：88~90％，CaF₂：10~12％；

B、钢水转炉冶炼：将预处理后铁水、优质废钢及低磷硫生铁分别按950kg/t_钢、115kg/t_钢、20kg/t_钢的配比加入转炉中进行顶底复合吹炼，分别按20.0~30.0kg/t_钢、15.0~20.0kg/t_钢的加入量，加入常规石灰、轻烧白云石造渣，控制终点碳含量0.05~0.08wt%，出钢温度1615~1650℃；出钢前钢包中按2~3kg/t_钢的加入量加入渣洗脱硫剂进行渣洗脱硫，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为25-30NL/min；所述渣洗脱硫剂质量百分比组成为：Al₂O₃ 18~20%、SiO₂ 4~5%、CaO 44~48%、MgO 3~6%、Al 8~10%、TFe 1~3%，其余为其他不可避免的杂质；

C、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：低硅脱氧剂→硅钙钡→硅铁→硅锰→铝铁，依次向钢包中加入下列物质：按1.4~1.6kg/t_钢的量，加入下列质量比的低硅脱氧剂：CaC₂ 62wt%，Si 5wt%，C 6wt%，P 0.080wt%，S0.150wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.0~2.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡：Si 48~52wt%，Ca 8~10wt%，Ba 12~14wt%，Al ≤3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.5~1.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 72~75wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按5.2~5.8kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰：Si 16~18wt%，Mn 65~68wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.3~1.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的铝铁：Al 50wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为25~30NL/min；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；

D、钢水LF炉精炼：将钢水吊至LF炉精炼工位，接好氩气管，吹氩使钢水液面呈蠕动状，通电化渣5~8分钟后，对钢水定氧并测温取钢样，根据钢样分析结果，加入合金、铝铁调整钢液成分，控制钢水氧活度15~25ppm，之后按0.25~0.32kg/t_钢的量，加入下列质量比的硼铁：B22wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；软吹氩3分钟，氩气流量范围为15~20NL/min，之后将钢水温度加热至1610~1630℃后进行喂硅钙线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线： Ca25.6 wt%、Si 52.8wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物；喂线量120~150m/炉，喂线速度3.5m/s，之后进行软吹氩，氩气流量范围为15~20NL/min，吹氩时间≥10min；之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为0.6~0.8 kg/t_钢，然后将钢水吊至连铸机浇铸；

E、钢水浇铸：在中间包温度1535~1555℃，拉速为1.30~1.50m/min，结晶器冷却水流量为170~180m³/h，二冷采用压缩空气压力为0.30MPa的气雾冷却，二冷比水量0.38L/kg的条件下，用R12m5机5流大方坯连铸机将钢水浇铸成230mm×230mm的钢坯；

F、钢坯加热：将钢坯通过热送辊道送入均热段炉温为1230~1300℃的步进式加热炉内加热45~50min后送入BD开坯轧机进行轧制；

G、钢坯轧制：将钢坯在开轧温度为1120~1170℃，速度为3m/s的轧制条件下进行往复轧制5道次，然后送入万能轧机在速度为5m/s进行连续轧制10道次，控制终轧温度为950~1000℃得到工字钢；将轧后的钢材送入冷床上长尺自然冷却，进一步将冷却后的工字钢送入矫直机矫直后按定尺要求剪切得到目标工字钢。